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CN116494983A - 用于车辆的节能运行的方法和设备 - Google Patents

用于车辆的节能运行的方法和设备 Download PDF

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CN116494983A
CN116494983A CN202310699524.3A CN202310699524A CN116494983A CN 116494983 A CN116494983 A CN 116494983A CN 202310699524 A CN202310699524 A CN 202310699524A CN 116494983 A CN116494983 A CN 116494983A
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CN
China
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vehicle
energy
predefined
mode
coasting
Prior art date
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Pending
Application number
CN202310699524.3A
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English (en)
Inventor
李和安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mercedes Benz Group AG filed Critical Mercedes Benz Group AG
Priority to CN202310699524.3A priority Critical patent/CN116494983A/zh
Publication of CN116494983A publication Critical patent/CN116494983A/zh
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/182Selecting between different operative modes, e.g. comfort and performance modes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/18009Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18072Coasting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

本发明提出一种用于车辆的节能运行的方法,所述方法包括以下步骤:响应于模式切换请求,控制车辆选择性地在节能模式和常规模式之间切换,车辆在节能模式中的能耗小于在常规模式中的能耗,其中,在节能模式中通过以下方式控制车辆的运行:当基于车辆的行驶环境信息识别到至少一个预定义的滑行条件时,控制车辆自动进入滑行状态,在所述滑行状态中,中断车辆的动力提供装置对动力传动装置的驱动。本发明还提供一种用于车辆的节能运行的设备和一种机器可读的存储介质。在本发明中,通过自主识别适于使车辆进入滑行状态的条件,可以自动控制车辆改变驱动状态,优化了自动驾驶车辆在节能模式中的能源利用率,改善了燃料消耗并减少发动机排放。

Description

用于车辆的节能运行的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的节能运行的方法,本发明还涉及一种用于车辆的节能运行的设备和一种机器可读的存储介质。
背景技术
随着车辆智能化进程的推进,越来越多的车辆配备了自动驾驶功能,并且能够在多种运行模式下自由切换。通常,这些运行模式包括确保车辆动力加速性能的通用模式和控制车辆保持最佳燃油效率的节能模式。驾驶员在车辆行驶期间可根据需要选择或改变运行模式。
在目前的节能模式中,主要通过控制车辆行驶状态、再生制动、空调运行等方式来优化整车能耗。也有方案提出在驾驶员松开加速踏板的车辆滑行阶段控制发动机停机或断油,以进一步改善燃料消耗。但这往往只适用于手动驾驶的情况,因为需要依赖驾驶员的主观意识来分辨何时进入车辆的滑行工况。目前,自动驾驶车辆还不具有识别滑行工况的能力,节能模式的效果还有待提高。
在这种背景下,期待提供一种改进的车辆节能运行方案,以充分利用车辆的自主决策能力来提升节能效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于车辆的节能运行的方法、一种用于车辆的节能运行的设备和一种机器可读的存储介质,以至少解决现有技术中的部分问题。
根据本发明的第一方面,提供一种用于车辆的节能运行的方法,所述方法包括以下步骤:
响应于模式切换请求,控制车辆选择性地在节能模式和常规模式之间切换,车辆在节能模式中的能耗小于在常规模式中的能耗,其中,在节能模式中通过以下方式控制车辆的运行:
当基于车辆的行驶环境信息识别到至少一个预定义的滑行条件时,控制车辆自动进入滑行状态,在所述滑行状态中,中断车辆的动力提供装置对动力传动装置的驱动。
本发明尤其包括以下技术构思:以这种方式,可以自主识别适于使车辆进入滑行状态的条件,并自动控制车辆改变驱动状态。因此,不再依赖驾驶员经验来识别滑行工况,显著提高了滑行辅助的舒适性。此外特别有利的是,在车辆自动引导过程中,只要有机会,也可使车辆引导脱离发动机驱动,从而优化了车辆节能模式中的能源利用率,改善了燃料消耗并减少发动机排放。
可选地,所述至少一个预定义的滑行条件包括:车辆即将到达预定义地点,在所述预定义地点处车辆应当具有比当前行驶速度更低的行驶速度,所述预定义地点包括:交叉路口、环形交通、弯道以及坡道;发生预定义事件,车辆需要采取减速行为或停车行为来应对所述预定义事件,所述预定义事件包括:指示车辆通行方向的交通信号灯为红灯或即将变为红灯、车辆即将在交叉路口处采取转弯操作、在车辆前方预设范围内存在停车指示牌或限速标志以及在车辆前方预设范围内存在障碍物;和/或,车辆在预定义地形路段行驶,所述预定义地形路段引起车辆的行驶速度增加,所述预定义地形路段包括:下坡路段。
可选地,在节能模式中还通过以下方式控制车辆的运行:当基于车辆的行驶环境信息识别到至少一个预定义的滑行退出条件时,控制车辆自动退出滑行状态,其中,通过控制车辆进行主动制动或者通过恢复车辆的动力提供装置对动力传动装置的驱动来使车辆自动退出滑行状态。
可选地,所述至少一个预定义的滑行退出条件包括:车辆与前方障碍物之间的距离小于预设的距离阈值或者车辆与前方障碍物之间的碰撞时间小于预设的时间阈值;车辆从下坡行驶转换为平地行驶;车辆的行驶速度减小到零;和/或,车辆的滑行状态已经持续预设的时间段。
可选地,在节能模式中还通过以下方式控制车辆的运行:在所述车辆涉及电动车辆或混动动力车辆的情况下,当车辆通过滑行状态或主动制动进行减速时,对车辆的动能进行能量回收。
可选地,在节能模式中还通过以下方式控制车辆的运行:获取车辆的载荷信息以及与所述载荷信息对应的能耗特性曲线;从车辆的能耗特性曲线中查找车辆的最佳速度区间,在所述最佳速度区间内车辆的能耗低于预设水平;以及,控制车辆保持在所述最佳速度区间内行驶。
可选地,在节能模式中还通过以下方式控制车辆的运行:提取车辆的多个可能的行驶路线;在行程距离、交通路况和/或需要经过的交通信号灯数量方面对所述多个可能的行驶路线中的每个行驶路线执行预期能耗分析;以及,从多个可能的行驶路线中选择具有最小预期能耗的行驶路线,并且控制车辆按照所选的行驶路线行驶。
可选地,所述模式切换请求由驾驶员通过操纵车辆中的模式切换开关发出;和/或,所述模式切换请求在车辆的剩余续航高于或低于预设水平时自动触发。
根据本发明的第二方面,提供一种用于车辆的节能运行的设备,所述设备用于执行根据本发明的第一方面所述的方法,所述设备包括:
模式切换模块,所述模式切换模块被配置为能够响应于模式切换请求,控制车辆选择性地在节能模式和常规模式之间切换,车辆在节能模式中的能耗小于在常规模式中的能耗;以及
节能运行模块,所述节能运行模块被配置为能够在节能模式中通过以下方式控制车辆的运行:当基于车辆的行驶环境信息识别到至少一个预定义的滑行条件时,控制车辆自动进入滑行状态,在所述滑行状态中,中断车辆的动力提供装置对动力传动装置的驱动。
根据本发明的第三方面,提供一种机器可读的存储介质,在所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序用于当在计算机上运行时执行根据本发明的第一方面所述的方法。
附图说明
下面,通过参看附图更详细地描述本发明,可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括:
图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于车辆的节能运行的设备的框图;
图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于车辆的节能运行的方法的流程图;
图3示出了图2所示方法的附加步骤的流程图;
图4示出了图2所示方法的附加步骤的流程图;以及
图5a和图5b分别示出了在示例性应用场景中自动控制车辆进入滑行状态的示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白,以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,而不是用于限定本发明的保护范围。
图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于车辆的节能运行的设备的框图。
如图1所示,用于车辆的节能运行的设备1包括模式切换模块10和节能运行模块20,这些模型在通信技术上彼此连接。
在一个实施例中,模式切换模块10例如可以构造为车辆中的实体开关,其可设置在驾驶员容易操作的位置处,以便能够通过驾驶员的按压、旋转或轻触操作而触发。另外,该模式切换模块10也可构造为车辆中的虚拟开关,该虚拟开关能够由驾驶员通过触控、语音和/或手势等方式而触发。响应于接收到驾驶员发出的模式切换请求,模式切换模块10可以控制车辆选择性地在节能模式和常规模式之间切换。
在另一实施例中,模式切换模块10还可连接到车辆的油耗计量单元或电池电量计量单元,从而能够根据车辆的剩余续航自动触发。例如,模式切换模块10可以在车辆的剩余续航高于预设水平时(例如油量大于40%)时将车辆置于高燃料消耗率的常规模式,并且在剩余续航低于预设水平时将车辆置于低燃料消耗率的节能模式。
为了实现在节能模式与常规模式之间的自由切换,模式切换模块10连接到节能运行模块20和常规运行模块30。节能运行模块20和常规运行模块30例如属于车辆的电子控制单元的一部分,它们分别用于控制车辆在不同模式下的运行方式。
在该实施例中,节能运行模块20连接到不同的检测单元,这例如包括车辆的摄像头41、导航单元42、坡度传感器43和载荷检测单元44。借助摄像头41,节能运行模块20可以获取车辆的周围环境图像,从而识别车辆当前是否处于适于进入滑行状态的预定义地点,或者,识别是否发生了适于使车辆进入滑行状态的预定义事件。借助导航单元42,节能运行模块20可以读取车辆在电子地图上的实时位置以及预规划的导航路线,由此,节能运行模块20可以基于车辆在相关交通场景中的驾驶意图(例如直行或转弯)来检验是否适于将车辆置于滑行状态。可选地,节能运行模块20还可从导航单元42提取车辆的起始位置和目的地位置,以便对连接该起始位置和目的地位置的所有可能的行驶路线进行预期能耗分析。坡度传感器43例如可以构造为倾角传感器,借助坡度传感器43,节能运行模块20可以了解车辆所处地形路段的斜率,并由此推断这种地形路段是否会使车辆在不操纵加速踏板的前提下增加速度。借助载荷检测单元44,节能运行模块20可以了解车辆在行车过程中的载荷信息,并生成相应的速度建议。
此外,节能运行模块20还连接到不同的执行单元,这例如包括车辆的离合器51、发动机52和制动单元53。在一个实施例中,当节能运行模块20基于从各检测单元收集的行驶环境信息识别到至少一个预定义的滑行条件时,可以通过控制离合器51来使发动机52与变速箱解耦,从而控制车辆自动进入滑行状态。同理,节能运行模块20在必要时也可通过控制离合器51来使发动机52与变速箱重新接合,以让车辆自动退出滑行状态。在另一实施例中,节能运行模块20可以结合车辆的载荷信息生成对应的速度建议,然后通过控制发动机52的运行参数(例如转速、输出功率)等来使车辆按照速度建议行驶。在另一实施例中,节能运行模块20还可以在特定场景中控制车辆的制动单元53,以便例如通过车辆的主动制动行为来促使车辆退出滑行状态,或者,借助主动制动的介入来提升能量回收的强度。
应注意的是,虽然设备1的各个子模块在图1中被示出为连接到车辆的各检测单元或执行单元,但也可能的是,这些模块直接构造为或包括上述检测单元或执行单元。
图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于车辆的节能运行的方法的流程图。该方法示例性地包括步骤S101-S108,并且例如可以在使用图1所示的设备1的情况下实施。
在步骤S101中,获取车辆的模式切换请求,并判断该模式切换请求是否指示从车辆的常规模式向节能模式的切换。如已经结合图1详细阐述地,这例如可以由车辆的驾驶员通过操纵车辆中的模式切换开关而触发,或者,也可以在车辆的剩余续航低于预设水平时自动触发。
这里,常规模式是指车辆的正常动力模式,在该模式中,无论车辆被手动引导还是自动引导,都不会以牺牲动力性能为代价而提升燃料消耗效率。也就是说,在常规模式中,车辆的驾驶行为基本上完全依照驾驶员的意图和偏好进行,而不会出现为了节约能耗而降低驾驶体验感的现象。另外,在常规模式中,各车载功能(例如空调、影音娱乐和氛围灯等)均会提供完整的功能等级。
与常规模式相比,车辆在节能模式中通常具有较低的能耗。但这也意味着车辆的动力性能受到一定限制。
在步骤S101中,如果未接收到模式切换请求,或者,如果模式切换请求未指示从常规模式向节能模式的切换,则在步骤S102中控制车辆保持在常规模式中行驶。
在步骤S101中,如果接收到模式切换请求并且如果该模式切换请求指示从常规模式向节能模式的切换,则在步骤S103中启用车辆的节能模式,并在步骤S104-S108中在节能模式中控制车辆的运行。
具体地,在步骤S104中,获取车辆的行驶环境信息。如结合图1介绍地,例如可以借助车辆的摄像头拍摄车辆的周围环境图像,并基于图像识别技术获取行驶环境信息。又例如,也可以从车辆的导航单元获取车辆在电子地图中的实时位置,然后根据电子地图中记录的地标、交通设施、地形等信息推断车辆的行驶环境信息。另外,还可以借助车辆的通信接口与周边其他交通参与者或基础设施进行信息交互,从而间接获得行驶环境信息。
这里,车辆的行驶环境信息例如包括车辆所处的交通场景(例如交叉路口、弯道或高速公路等)、车辆的驾驶意图(转弯或直行)、车辆的预规划的行驶路线、车辆正在行驶路段的地形特征(坡道或平地)以及车辆周边的路况或障碍物情况等。
接着,在步骤S105中基于车辆的行驶环境信息检查是否识别到至少一个预定义的滑行条件。
在一个实施例中,至少一个预定义的滑行条件包括车辆即将到达预定义地点,在该预定义地点处,车辆应当具有比当前行驶速度更低的行驶速度。例如,该预定义地点可以包括:交叉路口、环形交通、弯道以及坡道。示例性地,如果车辆基于环境感知结果或导航路线发现:其即将到达交叉路口区域,则意味着该车辆需要在复杂且危险性较高的交叉路口区域减速慢行,因此应当降低车速。
在另一实施例中,至少一个预定义的滑行条件包括发生预定义事件,车辆需要采取减速行为或停车行为来应对该预定义事件。例如,该预定义事件可以包括:指示车辆通行方向的交通信号灯为红灯或即将变为红灯、车辆即将在交叉路口处采取转弯操作、在车辆前方预设范围内存在停车指示牌或限速标志以及在车辆前方预设范围内存在障碍物。示例性地,车辆通过环境感知功能探测到,在其前方20米处存在停滞的或行驶缓慢的其他车辆,这例如标志着车辆即将到达拥堵路段。当识别到这种情况时,车辆同样需要降低行驶速度。
在另一实施例中,至少一个预定义的滑行条件包括车辆在预定义地形路段行驶,该预定义地形路段引起车辆的行驶速度增加。例如,预定义地形路段包括下坡路段。示例性地,当借助坡度传感器探测到车辆行驶路段的斜率为负(此时例如以“负斜率”表示下坡,并且以“正斜率”表示上坡)时,则可认为车辆正沿着下坡行驶。此时由于重力作用,即使车辆空挡滑行,也会导致车辆的行驶速度增加。
如果在步骤S105中未识别到上述预定义的滑行条件,则不改变车辆的当前的驱动状态,即,依然通过车辆的动力提供装置来驱动动力传动装置。同时,继续在步骤S105中检查预定义的滑行条件。
如果在步骤S105中识别到预定义的滑行条件,则在步骤S106中控制车辆自动进入滑行状态,在该滑行状态中,中断车辆的动力提供装置对动力传动装置的驱动。这里,如果车辆涉及燃油车,则可以借助离合器使发动机与变速箱之间的驱动连接中断,发动机不再驱动车辆,车辆完全依靠惯性前进。如果车辆涉及电动车辆或混合动力车辆,则在满足滑行条件时使动力电池不再输出用于驱动电机的电量,还可考虑暂时关闭提供驱动力的电动机,从而车辆仅依靠惯性/动量滑行。由于此时电动机已关闭,电池的电量消耗也相应减少。
在一个可选实施例中,如果车辆涉及电动车辆或混合动力车辆,则还可以在步骤S106中通过使电机反转来实现对滑行状态时的动能的能量回收。此时,车辆的电机重新被启动,以便自动地执行再生制动。例如,可以预先设置能量回收强度,如“强”、“中”、“弱”等,能量回收强度越强,车辆具有越高的能量回收效率,同时在车辆滑行时会带给乘员更强的减速感。在节能模式中,例如可以根据用户输入来设定滑行阶段的能量回收强度。另外,也可根据电池剩余电量或者车辆所处的地形路段的坡度来自适应地调节能量回收强度的大小。
在步骤S107中,还可以基于车辆的行驶环境信息检查是否识别到至少一个预定义的滑行退出条件。这里,至少一个预定义的滑行退出条件包括:
-车辆与前方障碍物之间的距离小于预设的距离阈值或者车辆与前方障碍物之间的碰撞时间小于预设的时间阈值;
-车辆从下坡行驶转换为平地行驶;
-车辆的行驶速度减小到零;和/或
-车辆的滑行状态已经持续预设的时间段。
这样的优点是:如果车辆沿着一个长下坡或陡峭下坡行驶,则可通过限制滑行状态的持续时间来避免车辆因速度增长过快而失控。另外,也可避免过晚地采取主动制动而导致车辆制动器被过度磨损。
如果在步骤S107未识别到滑行退出条件,则继续保持车辆的滑行状态中,并在步骤S107中持续地执行这种检查。
如果在步骤S107中识别到滑行退出条件,则在步骤S108中控制车辆自动退出滑行状态。在该步骤中,可以通过控制车辆进行主动制动或者通过恢复车辆的动力提供装置对动力传动装置的驱动来使车辆自动退出滑行状态。例如,当发现前方存在障碍物且如果车辆按照当前的减速度继续行驶,将会存在碰撞风险时,则利用车辆的制动器对车辆进行主动制动,此时滑行状态被终止。又例如,如果车辆在滑行时突然到达上坡路段,则可以使解离的离合器重新接合,以终止滑行并且使车辆重新转换到驱动状态。
在一个可选实施例中,如果车辆涉及电动车辆或混合动力车辆,则在主动制动阶段同样可以使电机反转,以使其工作状态由电动机变为发电机,从而将车辆的动能转变为电能回馈到电池组中,实现制动能量回收。以此方式,可以有效降低车辆能耗并提升车辆的续航里程。
图3示出了图2所示方法的一个附加步骤的流程图。在该示例性实施例中,图2所示方法还包括附加步骤S301-S305,这些附加步骤可以在已将车辆置于节能模式中的前提下实施,并且可与图2中的步骤S104-S108并行地、相继地或交替地执行。
在步骤S301中,获取车辆的载荷信息。车辆的载荷信息例如包括静态载荷和动态载荷,静态载荷例如以一个稳定的电信号代表空载车重和载重量,动态载荷由于车辆行驶时路面情况差异而产生,这可以借助弹簧检测装置以相应脉冲输出。通过将静态载荷和动态载荷相累加,可以得到整车的载荷信息。
在步骤S302中,获取与所述载荷信息对应的能耗特性曲线。例如,可以通过整车实验或模拟软件对车辆在各个挡位及整车载荷下的油耗特性曲线进行数学建模,该油耗特性曲线例如描述了车辆在特定工况下的车速与百公里燃油消耗量之间的关系,燃油消耗量越大,燃油经济性越差。然后,将该油耗特性曲线预存储在位于车辆本地或云端服务器的标定数据库中。在本步骤中,可以针对车辆当前工况下的载荷信息从标定数据库调取对应的油耗特性曲线。同理,对于纯电动车辆或混合动力车辆,也可以以类似的方式从标定数据库调取与车辆当前载荷状况相匹配的耗电量曲线。
在步骤S303中,从车辆的能耗特性曲线中查找车辆的最佳速度区间,在所述最佳速度区间内车辆的能耗低于预设水平。例如,可以在所调取的油耗特性曲线内标注出最高油耗限制,并对应出低于该最高油耗限制的经济车速段。这一预设水平例如可以根据经验或实验数据而被预定义,并且在一定程度上反映了车辆的燃油经济性是否良好,当低于该预设水平时表示发动机的热效率高,经济性良好。
在步骤S304中,检查车辆当前的行驶速度是否处于该最佳速度区间内。例如,可以将车辆当前的行驶速度与该最佳速度区间的上、下极限值进行比对,并由此判断车辆当前是否处于该经济车速段中。
如果在步骤S304中判断出车辆的行驶速度处于该最佳速度区间内,则继续保持车辆当前的行驶状态。最佳车速区间可以理解为耗油量最少的车速,如果车辆的行驶速度处于该最佳速度区间内,发动机的燃油经济性良好,可以达到省油的目的。
如果在步骤S304中判断出车辆当前的行驶速度偏离该最佳速度区间,则可以在步骤S305中通过控制车辆的驱动单元或制动单元来调整车辆的行驶速度,以使其重新回到该最佳速度区间。一般地,小轿车在低速和高速行驶时油耗显著上升,中速时(例如60km/h-90km/h)油耗最小。如果车辆车速过低,那么活塞运动速度太低,这将导致燃油燃烧不充分,而车速过高时,进气速度会加大进气阻力,此时风阻也会增大,油耗也随之上升。因此,当发现车辆未以上述经济车速行驶时,可以控制车辆的节气门开度或制动轮缸压力状态,从而有针对性地使车辆的行驶速度增大或减小。通过这种方式,可以在保证安全的前提下控制车辆保持在最佳速度区间行驶,从而实现燃油经济的最大化。
图4示出了图2所示方法的附加步骤的流程图。在该示例性实施例中,图2所示方法还包括附加步骤S401-S405,这些附加步骤可以在已将车辆置于节能模式中的前提下实施,并且可与图2中的步骤S104-S108和/或图3中的步骤S301-S305并行地、相继地或交替地执行。
在步骤S401中,获取车辆的起始位置和目的地位置。例如,可以从用户输入单元接收由驾驶员输入的起始位置和目的地位置。又例如,也可以从车辆的导航单元读取预存储的起始位置和目的位置,这例如可由车辆用户预先输入或远程地发送。
在步骤S402中,提取连接该起始位置和目的地位置的多个可能的行驶路线。当接收到起始位置和目的地位置之后,可以遍历电子地图中的路网信息,并搜索出所有可能的行驶路线。
在步骤S403中,针对所有可能的行驶路线中的每个计算行程距离、采集交通路况信息和道路状态信息。例如,可以借助车联网获取实时交通流量信息,并由此得出每个行驶路线相关的拥堵情况、道路施工情况、道路限行情况等。另外,可以从电子地图中提取与这些行驶路线相关的道路结构(例如分岔路情况、路口位置及数量)、道路功能等级(高速公路、辅路、国道等)、所经过的交通信号灯位置及数量、交通信号灯的红灯阶段的时长。
在步骤S404中,基于行程距离、交通路况以及需要经过的交通信号灯数量对多个可能的行驶路线中的每个行驶路线执行预期能耗分析,并筛选出具有最小预期能耗的行驶路线。例如,可以分别将行程距离、交通路况以及所经过的交通信号灯的数量转换为预期能耗的影响因子,每个影响因子数值大小反映该影响因子对预期能耗的贡献大小。具体地,行驶路线的行程路线越长,交通流量越大,所经过的交通信号灯的数量越多,则对应的影响因子的数值越大。针对每个可能的行驶路线,可以对与该行驶路线相关的所有影响因子进行加权,从而得出该行驶路线的预期能耗。然后,在计算出所有可能的行驶路线的预期能耗之后,可按照预期能耗的大小对这些行驶路线进行排序,以从中筛选出具有最小预期能耗的行驶路线。
在步骤S405中,控制车辆按照所选的行驶路线行驶。在一个实施例中,可以以建议的形式向驾驶员输出所选的行驶路线。在另一实施例中,也可直接沿着该行驶路线自动引导车辆,并且在自动引导过程中采用图2-图3所示方法所述的自动滑行策略和车速控制策略。
图5a和图5b分别示出了在示例性应用场景中自动控制车辆进入滑行状态的示意图。
在图5a所示场景中,自主行驶的车辆100正在第一道路501上行驶并即将到达交叉路口500。在此,车辆100例如打算在交叉路口500处采取直行操作,以便在通过交叉路口500之后转换到第二道路502上继续行驶,该第二道路502与第一道路501沿相同方向延伸。另外,还观察到,在该交叉路口500处用于指示车辆100的直行通行规则的交通信号灯511已经变为红灯。这表明,车辆100需要在交叉路口500前停车并等待交通信号灯511变为绿灯。
在该示例中,车辆100例如已经切换至节能模式,在节能模式中,基于车辆100的环境感知功能或导航功能了解到前方交通信号灯511的这种状态,因此,在该场景中识别到预定义的滑行条件。响应于此,在第一时刻或第一位置510,将车辆100自动置于滑行状态,以使其在不受动力提供装置的驱动作用下利用自身惯性滑行,直至在第二时刻或第二位置520,车辆100由于道路摩擦阻力及风阻等阻力而减速至零。由此,车辆100结束滑行状态并重新切换至驱动状态。
在一个未示出的实施例中,如构第一道路501为下坡,则还可以基于这种坡度信息来识别预定义的滑行条件,并且例如比第一时刻或第一位置510更早地或更晚地使车辆置于滑行状态,从而尽可能使车辆100准确地在第二时刻或第二位置520处达到静止状态。
在图5b所示场景中,车辆100同样期望直行通过交叉路口500,为了简化描述,同样的时刻及位置用相同的附图标记标注。图5b与图5a的区别在于,在第一道路501上,在车辆100前方不远处还观察到另一车辆200,该另一车辆200位于车辆100与交叉路口500之间并处于停止状态。
在这种情况下,同样可以基于车辆100的行驶环境信息识别出预定义的滑行条件。于是,在第一时刻或第一位置510,将车辆100置于滑行状态。同时,由于前方的另一车辆200的存在,结合车辆100的行驶速度和减速度估计出,如果车辆100继续保持目前的滑行状态(即,不对减速行为进一步干预),则可能会与另一车辆200发生碰撞。
基于车辆100与另一车辆200之间的碰撞风险估计判断出,从第二时刻或第二位置520'起,车辆100与另一车辆200之间的距离小于预设的距离阈值或者车辆100与另一车辆200之间的碰撞时间小于预设的时间阈值,因此,可以确定在第二时刻或第二位置520'识别到预定义的滑行退出条件。这表明,滑行状态所引起的减速度过小并因此需要额外的制动干预,所以在第二时刻或第二位置520'使车辆100退出滑行状态,并利用制动器对车辆100进行主动制动,以使车辆100在第三时刻或第三位置530停止。这样一来,车辆100可以恰好停在另一车辆200后方。
在该实施例中,如果车辆100为电动车辆或混合动力车辆,还可以在滑行阶段或主动制动阶段对车辆100的动能进行能量回收,以便进一步达到节约能耗的目的。
尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式,但它们仅仅是为了解释的目的而给出的,而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不脱离本发明精神和范围的前提下,各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (10)

1.一种用于车辆的节能运行的方法,所述方法包括以下步骤:
响应于模式切换请求,控制车辆选择性地在节能模式和常规模式之间切换,车辆在节能模式中的能耗小于在常规模式中的能耗,其中,在节能模式中通过以下方式控制车辆的运行:
当基于车辆的行驶环境信息识别到至少一个预定义的滑行条件时,控制车辆自动进入滑行状态,在所述滑行状态中,中断车辆的动力提供装置对动力传动装置的驱动。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述至少一个预定义的滑行条件包括:
车辆即将到达预定义地点,在所述预定义地点处车辆应当具有比当前行驶速度更低的行驶速度,所述预定义地点包括:交叉路口、环形交通、弯道以及坡道;
发生预定义事件,车辆需要采取减速行为或停车行为来应对所述预定义事件,所述预定义事件包括:指示车辆通行方向的交通信号灯为红灯或即将变为红灯、车辆即将在交叉路口处采取转弯操作、在车辆前方预设范围内存在停车指示牌或限速标志以及在车辆前方预设范围内存在障碍物;和/或
车辆在预定义地形路段行驶,所述预定义地形路段引起车辆的行驶速度增加,所述预定义地形路段包括:下坡路段。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,在节能模式中还通过以下方式控制车辆的运行:
当基于车辆的行驶环境信息识别到至少一个预定义的滑行退出条件时,控制车辆自动退出滑行状态,其中,通过控制车辆进行主动制动或者通过恢复车辆的动力提供装置对动力传动装置的驱动来使车辆自动退出滑行状态。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述至少一个预定义的滑行退出条件包括:
车辆与前方障碍物之间的距离小于预设的距离阈值或者车辆与前方障碍物之间的碰撞时间小于预设的时间阈值;
车辆从下坡行驶转换为平地行驶;
车辆的行驶速度减小到零;和/或
车辆的滑行状态已经持续预设的时间段。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,在节能模式中还通过以下方式控制车辆的运行:
在所述车辆涉及电动车辆或混动动力车辆的情况下,当车辆通过滑行状态或主动制动进行减速时,对车辆的动能进行能量回收。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,在节能模式中还通过以下方式控制车辆的运行:
获取车辆的载荷信息以及与所述载荷信息对应的能耗特性曲线;
从车辆的能耗特性曲线中查找车辆的最佳速度区间,在所述最佳速度区间内车辆的能耗低于预设水平;以及
控制车辆保持在所述最佳速度区间内行驶。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中,在节能模式中还通过以下方式控制车辆的运行:
提取车辆的多个可能的行驶路线;
在行程距离、交通路况和/或需要经过的交通信号灯数量方面对所述多个可能的行驶路线中的每个行驶路线执行预期能耗分析;以及
从多个可能的行驶路线中选择具有最小预期能耗的行驶路线,并且控制车辆按照所选的行驶路线行驶。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其中,
所述模式切换请求由驾驶员通过操纵车辆中的模式切换开关发出;和/或
所述模式切换请求在车辆的剩余续航高于或低于预设水平时自动触发。
9.一种用于车辆的节能运行的设备,所述设备用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法,所述设备包括:
模式切换模块,所述模式切换模块被配置为能够响应于模式切换请求,控制车辆选择性地在节能模式和常规模式之间切换,车辆在节能模式中的能耗小于在常规模式中的能耗;以及
节能运行模块,所述节能运行模块被配置为能够在节能模式中通过以下方式控制车辆的运行:当基于车辆的行驶环境信息识别到至少一个预定义的滑行条件时,控制车辆自动进入滑行状态,在所述滑行状态中,中断车辆的动力提供装置对动力传动装置的驱动。
10.一种机器可读的存储介质,在所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序用于当在计算机上运行时执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
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